Wissenschaftlicher Nachwuchs punktet im Eliteprogramm

Die drei durch die Aufnahme in das Eliteprogramm ausgezeichneten Projekte stammen aus den Bereichen Wasser- und Umweltschutz, Mathematik und Physik. Über eine Laufzeit von maximal drei Jahren erhalten sie bis zu 120.000 Euro. Dabei fördert die Universität Stuttgart die beantragten Projekte mit zusätzlichen 10 Prozent. Mit dem Eliteprogramm für Postdoktorandinnen und Postdoktoranden unterstützt die Baden-Württemberg Stiftung exzellente Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf ihrem Weg zur Professur.

„Wir freuen uns, dass zwei Nachwuchswissenschaftler und eine Nachwuchswissenschaftlerin der Universität Stuttgart in die aktuelle Tranche des Eliteprogramms der Baden-Württemberg Stiftung aufgenommen wurden, das unterstreicht die Forschungsstärke an der Universität. Die Förderung unterstützt die Forschenden beim Erreichen ihrer wissenschaftlichen Ziele“, erklärt Prof. Monilola Olayioye, Prorektorin für Wissenschaftlichen Nachwuchs und Diversity.

Das Vorhaben von Dr. Stefan Haun vom Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung beschäftigt sich mit der Akkumulation von Mikroplastik in Speichern und Stauhaltungen und damit verbundenen Gefahren. Dr. Frederik Marks vom Institut für Algebra und Zahlentheorie möchte neue Brücken bauen zwischen Lokalisierungen und Silting-Theorie und damit zwei grundlegende mathematische Forschungsfelder verbinden. Dr. Ece Uykur erforscht mit ihrem Projekt am 1. Physikalischen Institut neuartige Halbleiter-Materialien für Anwendungen in der Elektronik, Optoelektronik und für Quantencomputer. Über die Aufnahme in das Eliteprogramm hinaus, erhält Uykur eine Förderung über das Margarete von Wrangell-Programm des Landes Baden-Württemberg.

Die Verschmutzung der Meere und Süßwasser-Ökosysteme durch Kunststoff stellt ein immer größer werdendes Problem dar. Die Erforschung von Mikroplastik sowie dessen Auswirkungen auf das Ökosystem konzentriert sich im Moment fast ausschließlich auf die Ozeane. Der Transportweg dorthin führt jedoch über Fließgewässer. Wird das Fließverhalten von Flüssen aufgrund von anthropogenen Einflüssen gestört, sinken diese Partikel ab und akkumulieren. Stauhaltungen sind daher Senken für Sedimente, Schadstoffe und eben auch Mikroplastik. Ziel des Projektes ist es, anhand ausgewählter Stauräume grundlegende Erkenntnisse, einerseits zum Vorkommen und andererseits zu den Auswirkungen von Mikroplastik auf Erosionsstabilität von Sedimentablagerungen, zu gewinnen. Dieses neue Wissen bildet die Basis für eine Risikobewertung und soll helfen, ein erhöhtes Risiko für das Ökosystem zu vermeiden.

Sein Projekt verfolgt das Ziel, zwei grundlegende mathematische Forschungsfelder zu vereinen und zu zeigen, dass trotz aller notwendigen inhaltlichen Spezialisierung für beide Gebiete eine tragfähige gemeinsame Theorie entwickelt werden kann. Auf der einen Seite beschäftigt er sich mit dem algebraischen Konzept der Lokalisierung, das in vielen Bereichen der modernen Mathematik Anwendung findet, wie zum Beispiel in der Darstellungstheorie, der Kategorientheorie oder der Topologie. Auf der anderen Seite richtet er sein Augenmerk auf das neue und sehr aktive Forschungsfeld der Silting-Theorie, das klassische Darstellungstheorie mit kombinatorischer Cluster-Theorie und algebraischer Geometrie verbindet. Dr. Frederik Marks möchte mit seinem Projekt zeigen, dass Silting-Objekte im Allgemeinen eine Fülle explizit beschreibbarer Lokalisierungen induzieren, und dass in vielen Fällen alle Lokalisierungen bestimmter algebraischer Strukturen mit Hilfe von Silting-Objekten klassifiziert werden können.

Alle heute in der Halbleiter-Industrie genutzten Materialien, wie Sili­zium oder Galliumarsenid, haben parabolische Energiebänder mit einer mehr oder weniger großen effektiven Masse der Ladungsträger. Seit einigen Jahren sind nun Materialien in den Fokus der Festkörper­for­schung gerückt, die lineare Energiebänder und besondere topolo­gi­sche Eigen­schaften zeigen. Diese sogenannten drei­dimensionalen topo­logischen Dirac und Weyl-Halbmetalle sind deshalb für Anwen­dun­gen in der Elektronik, Optoelektronik und Quantencomputer interes­sant.

Ece Uykur möchte in ihrem Projekt zunächst verschiedene  Eigenschaften der neuen Materialklasse erforschen, die grundlegende Fragen der Physik betreffen. Die niederenergetischen Anregungen von Dirac und Weyl-Halbmetalle rücken die Systeme in die Nähe von relativistischen Dirac Fermionen, ganz im Gegensatz zu den konventionellen Halbleitern mit parabolischen Bändern. Weyl-Halbmetalle brechen die Zeitumkehr-Invarianz und Inversions-Symmetrie. Dies bedeutet, dass Weyl-Halbmetalle sehr robust gegen äußere Störungen sind, im Gegensatz zu Dirac-Systemen. Uykur wird die ver­schiedenen optischen und Transport-Eigenschaften der speziellen topologischen Phasen der neuartigen Halbleiter untersuchen.